[发明专利]双自由度吸能式防落梁装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种双自由度桥梁的防撞装置，特别涉及一种吸能式圆形截面钢梁防落梁装置。

背景技术

在桥梁设计中不能忽略地震的影响，特别是在高烈度去其地震作用是起主要控制作用。目前，特大跨径桥梁的主要抗震措施有安装阻尼器和减隔震支座等方法，中小桥梁抗震措施有设置防落梁装置和塑性铰等方法。桥梁防落梁装置根据布置形式可分为挡块形式和相连形式。挡块形式可分为混凝土挡块和钢挡块，相连形式可分为钢丝绳连接和钢结构连接。又根据防落梁装置工作原理可分为吸能式和非吸能式。

目前，国内中小桥梁抗震措施主要以设置挡块为主，还没有确立其结构的设计方法，其受力模式为非吸能式，在地震时其作用有限。并且，还存在更换不便、结构相对复杂、塑性变形位置不确定、破坏模态不明确、只能单向受力等缺点。阻尼器和减隔震支座价格昂贵，而中小桥梁数量众多难以大规模应用。

针对上述不足，需要设计和开发出一种构造简单、安装和更换方便、受力和破坏模式明确、加工制造方便、造价低的桥梁防落梁装置，大规模推广应用于中小桥梁。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种构造简单、安装和更换方便、受力和破坏模式明确、加工制造方便、造价低的双自由度吸能式防落梁装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁上的底座和设置在底座上的受力变形构件；所述受力变形构件由圆形钢管组成，圆形钢管侧壁设置开孔形成塑性区域M。

进一步，所述开孔均设置在同一水平面上。

进一步，所述塑性区域的钢管壁厚小于其他位置的壁厚。

进一步，所述开孔为多层且沿竖直方向排列在不同高度的水平面上。

进一步，所述靠近主梁一侧的钢管壁上设置缓冲垫块减少冲击力。

进一步，所述钢管采用普通桥梁用钢制造。

进一步，所述底座通过螺栓以可拆卸的方式固定在桥墩或盖梁上。

本发明的有益效果为：本发明的双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁上的底座和设置在底座上的受力变形构件；所述受力变形构件由圆形钢管组成，圆形钢管侧壁设置开孔形成塑性区域M。该防落梁装置构造简单，便于加工制造；受力变形构件采用了圆形截面钢管，截面各向对称，实现了双向受力；在圆形钢管特定位置开孔形成了塑性区域，可根据外力大小可分为弹性状态、塑性状态、破坏状态，受力模式明确；开孔区域当地震力较小时处于单向状态，地震力逐渐变大达到一定值时塑性变形吸收能量，力超过极限值时被破坏保护桥墩。而且可根据孔的布置形式和形状，改变结构的抗力；另外，在靠近主梁一侧设置缓冲垫块，可减少冲击力；用高强度螺栓固定在桥墩或盖梁上，安装和更换方便；该防落梁装置材料可采用普通桥梁用钢制造，对材料和焊接没有任何特殊要求，可实现低造价。

该装置与现有各种防落梁装置相比实用性强、受力状态明确、破坏模式明确、结构简单、安装更换方便、加工制造简单，大大降低了防落梁装置的造价，可大规模推广应用于中小桥梁。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明所述防落梁装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图所示：本实施例的双自由度吸能式防落梁装置，包括固定在桥墩或盖梁1上的底座2和设置在底座上的受力变形构件；所述受力变形构件由圆形钢管3组成，圆形钢管3侧壁设置开孔4形成塑性区域M。具体的，所述开孔4均设置在同一水平面上，受力均匀；塑性区域的钢管壁厚小于其他位置的壁厚，变形容易，缓冲和吸能效果明显。当外力较小时其开孔区域M属于弹性状态，外力逐渐变大时塑性变形吸收能量减少对桥墩内力，外力超过极限值时塑性区被破坏保护桥墩。同时，受力构件采用了圆形钢管，可双向受力。本实施例中，所述整个结构可采用普通桥梁用钢材制造，无对材料、焊接、防腐的特别要求，降低了造价。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述开孔4为多层且沿竖直方向排列在不同高度的水平面上。设置多层孔以增加塑性区域M的面积，以吸收更多的能力，防撞效果更加明显。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述靠近主梁一侧的钢管壁上设置缓冲垫块5。防落梁装置与桥梁之间设置橡胶垫块等缓冲挡块，可减轻冲击力，并通过高强度螺栓可固定在桥墩或盖梁安装方便、可拆卸更换。

最后说明的是，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。